Book/Report

FZJ-2019-01968

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Kanaleigenschaften von Carrierproteinen: funktionelle Untersuchungen am mitochondrialen Aspartat/Glutamatcarrier und Phosphatcarrier

Herick, K. (Corresponding author)FZJ*

1997
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21960

Report No.: Juel-3384

Abstract: Die strikt gekoppelte, substratspezifische Austauschfunktion des Aspartat/Glutamatcarriers (AGC) aus Rinderherzmitochondrien und die des mitochondrialen Phosphatcarriers (PIC) aus Saccharomyces cerevisiae wurden durch Mercaptidbildung bestimmter Cysteinreste reversibel in eine undirektionale Transportfunktionumgewandelt. Der Uniport (Efflux) zeichnete sich u. a. durch eine drastisch erniedrigte Substratspezifität aus, die auf eine kanalartige Weise des Transports deutete.Der Efflux wurde im rekonstituierten System vor dem Hintergrund der Einteilung von Transportproteinen in die Extrema Carrier und Kanal mit biochemischen und elektrophysiologischen Methoden untersucht. Es konnte sowohl carriervermittelte als auch kanalvermittelte Translokation mit diesen Transportproteinen beobachtet werden. 1. Der quecksilberinduzierte Uniport unphysiologischer Substrate wies die gleiche Aktivierungsenergie (E$_{a}$) wie die physiologische Antiportfunktion des AGC auf. Die Höhe der E$_{a}$ im Bereich von 63 bis 89 kJ/mol deutete auf einen carriervermittelten Transport hin. Das interne Bindungszentrum des AGC wies im Uniportmodus nur noch eine Restspezfität auf. Die Antiportraten waren zwar größer als die Uniportraten, jedoch übertrafen die molekularen Aktivitäten des Efflux den Antiport, was auf einen kanalvermittelten Transport hinwies. Das externe Bindungszentrum behielt dagegen seine Spezifität, weil nur der Efflux an ionischer Substrate selektiv durch externes Aspartat oder Glutamat inhibiert werden konnte. Diese Trans-Inhibition war als eine Carriereigenschaft zu werten. Die kinetischen und energetischen Eigenschaften des Hg-induzierten Uniports konnten durch theoretische Konzepte der vektoriellen Katalyse als ein carriervermittelter Transport interpretiert werden. Die gesteigerte molekulare Aktivität des Uniports wies auf einen postulierten intrinsischen Kanal im AGC hin und ließ eine elektrophysiologische Untersuchung sinnvoll erscheinen. 2. Neben der Mercaptidbildung zweier Cysteine im AGC verursachte auch die Erhöhung der Membranspannung eine unidirektionale Transportfunktion mit gleichen kinetischen Eigenschaften. Die Modifikation der Cysteine erzeugte folglich eine Konformationsänderung, in die der AGC auch durch Membranspannung gezwungen werden konnte. 3. Mit elektrophysiologischen Methoden konnten Kanalfunktionen bereits der unmodifizierten, rekonstituierten AGC/AAC-Proteinfraktion und des rekonstituierten AAC mit Leitfähigkeiten von 20 - 200 pS gemessen werden. Durch Modifikation spezifischer Cysteine des AGC/AAC wurde der Leitwert auf über 1 nS gesteigert. Diese Messungen bewiesen funktionell die Exsistenz eines intrinsischen Kanals im Carrierprotein. Die funktionellen Eigenschaften dieser Kanalfunktion unterschieden sich deutlich von den Carrierfunktionen (Antiport, Uniport). [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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